JP6190911B2 - 魚皮由来組織修復材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、ドナー由来の組織修復材料はドナーの供給、作製準備手順が複雑で、コストが相対して高く、免疫拒絶反応のリスク等の問題がある。また、動物由来の組織修復材料も、作製準備手順が複雑で、コストが相対して高く、免疫拒絶反応のリスク、人畜共通疾患等の問題がある。
この組織修復材料はコラーゲンを備え、損傷組織の修復を促進し、かつ予期される組織修復応用に必要な特定の特徴を備えている。さらに、現在の各研究によれば、この組織修復材料は人畜共通疾患(ウイルスにより引き起こされる)の病原因子の残留がないことが示されている。
一部の実施例において、この片状体は光学的に透明な片状体とし、傷口の観察及び(または)眼科組織の修復に用いることができる。一部の実施例において、この片状体はパッチ、包帯材、担体、支持体または埋入物とするに足る極限応力を備えてもよい。
一部の実施例において、第1方式は物理的方式、化学的方式またはその組み合わせとしてもよい。例えば(但しこれに限らない)、物理的方式において、手で原初の魚皮上の魚鱗を除去したり、包丁で原初の魚皮上の魚鱗を除去したり、液体の剪断力で原初の魚皮上の魚鱗を除去したり、高圧気(液)体で原初の魚皮上の魚鱗を除去したり、あるいは原初の魚皮を25℃〜60℃の温水に浸漬して魚鱗を除去したりすることができる。化学方式の一実施例において、例えば(但しこれに限らない)、原初の魚皮は酸液に浸漬して魚鱗を除去する。一部の実施例において、酸液は有機酸または無機酸としてもよい。そのうち、酸液はコハク酸、ギ酸、酢酸、クエン酸、ピルビン酸、フマル酸、塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、または硫酸(H2SO4)とすることができる。化学方式の別の一実施例において、例えば(但しこれに限らない)、原初の魚皮はアルカリ液に浸漬して魚鱗を除去する。そのうち、アルカリ液は水酸化ナトリウム(NaOH)または水酸化カリウム(KOH)とすることができる。化学方式のさらに別の一実施例において、例えば(但しこれに限らない)、原初の魚皮は過酸化水素(H2O2)に浸漬して魚鱗を除去する。
一部の実施例において、魚鱗を除去した魚皮は、少なくとも1つの方式(以下で第2方式という)を通じて細胞を除去してもよい。一部の実施例において、第2方式は化学方式、酵素処理方式、物理方式、またはその任意の組み合わせとしてもよい。化学方式においては、化学薬剤を使用して魚鱗を除去した魚皮上の細胞を除去する。そのうち、使用する化学薬剤は、塩類、アルカリ液、酸液、酸化剤、キレート剤、またはその任意の組み合わせとしてもよい。例えば(但しこれに限らない)、塩類は塩化ナトリウム(NaCl)または塩化カリウム(KCl)としてもよい。例えば(但しこれに限らない)、アルカリ液はNaOHまたはKOHとしてもよい。例えば(但しこれに限らない)、酸液はコハク酸、ギ酸、酢酸、クエン酸、ピルビン酸、フマル酸、HCl、HNO3、またはH2SO4としてもよい。例えば(但しこれに限らない)、酸化剤は過酸化水素または過硫酸としてもよい。例えば(但しこれに限らない)、キレート剤は遷移金属元素を含む試薬、例えば:Ca2+、Fe2+、Mn2+…等としてもよい。
酵素処理方式においては、少なくとも1種類の酵素で魚鱗を除去した魚皮上の細胞を除去する。そのうち、使用する酵素はプロテアーゼ、エンドヌクレアーゼ、またはエキソヌクレアーゼとしてもよい。例えば(但しこれに限らない)、エンドヌクレアーゼはEcoRI、BamHI、HindIII、TaqI、NotI、HinfI、またはSau3Aとしてもよい。例えば(但しこれに限らない)、エキソヌクレアーゼは、リボヌクレアーゼR、リボヌクレアーゼII、リボヌクレアーゼD、RNase BN、リボヌクレアーゼPH、またはエキソヌクレアーゼIとしてもよい。物理方式の一部の実施例においては、魚鱗を除去した魚皮を冷凍して魚鱗を除去した魚皮上の細胞を除去してもよい。
工程S230の一示範例において、魚鱗を除去した魚皮をNaOHとNaClの混合溶液中に12〜24時間浸漬し、かつ浸漬の過程で混合溶液を数回交換し、処理後の魚皮を得る。浸漬後、処理後の魚皮をDDWで洗浄し、魚皮のpH値が中性に戻るまで浸漬した混合溶液を洗い流す。一部の実施例において、工程S230の実施過程で、処理温度は4℃〜20℃に制御してもよい。例えば(但しこれに限らない)、工程S230の実施過程において、使用するすべての溶液はいずれも4℃〜20℃の溶液温度である、及び(または)環境温度を4℃〜20℃に制御する。
さらに、処理変数(即ち、酸液濃度と浸漬時間)も処理後の魚皮の寸法に基づいて調整される。一示範例において、ポケット様構造除去方式を実施するとき、同時に膨潤魚皮上の色素を除去してもよい。別の一示範例において、膨潤魚皮は別途色素除去薬剤を用いて膨潤魚皮上の色素を除去してもよい。
ポケット様構造除去方式の一部実施例においては、鈍器を使用して膨潤魚皮上のポケット様構造を除去してもよい。例えば(但しこれに限らない)、使用する鈍器は手(例:指)、鉄片、プラスチック片、あるいは魚皮表面を損傷しない任意の器具としてもよい。一部の実施例において、使用する色素除去薬剤は酸化剤(例:過酸化水素または次亜塩素酸ナトリウム)あるいは界面活性剤(例:Triton X100)としてもよい。一部の実施例において、ポケット様構造除去方式を実施する過程において、膨潤魚皮上の模様、筋肉組織および不要な残留組織を同時に除去してもよい。
関連技術を熟知した者であれば合理的状況下で一部工程の実行順序を同時進行としたり、前後を入れ替えたり、合併して実行したりしてもよいことが理解されるであろう。例えば、各工程の実行内容に基づき、工程S210、工程S230、工程S250のうち任意の2つの工程または3つの工程を合併して1つの工程としてもよい。例えば、魚皮を酸液中に浸漬し、魚皮を膨潤させた後、鈍器で膨潤魚皮上の魚鱗とポケット様構造を同時に除去する。
さらに、処理変数(即ち、酸液濃度と浸漬時間)も処理後の魚皮の寸法に基づいて調整される。一部の実施例において、成形後片状体の特定形状は、二次元の片状、表面が平坦な袋状、弧状、管状、直線または非直線状(例:単一の線または複数本を接続して成る)、球状(例:粉末または顆粒)、塊状、針状、中実の多辺形、または中空の多辺形としてもよい。
成形後片状体の表面模様とモールド内側表面の特定図案はマッチする。例えば(但しこれに限らない)、表面模様は凸模様、凹模様、またはその組み合わせとしてもよい。つまり、モールド内側表面の特定図案は相対して凹溝図案、凸出図案またはその組み合わせとしてもよい。
架橋プロセスの実行過程において、純化後魚皮または光学的に透明な片状体は少なくとも1種類の架橋方式で処理を行い、機械的特性をさらに強化する。一部の実施例において、架橋方式は物理架橋方式または化学架橋方式としてもよい。例えば(但しこれに限らない)、物理架橋方式は紫外光(UV)照射、γ線(γ−ray)照射、または加熱としてもよい。例えば(但しこれに限らない)、化学架橋方式はグルタルアルデヒド(glutaraldehyde;GA)、1,4−ブタンジオールディグリシディルエーテル(1,4−butanediol diglycidyl ether;BDDE)、ゲニピン(genipin)、またはEDC/NHS(1−Ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl)− carbodiimide/N−hydroxysuccinimide)等の架橋剤を使用してもよい。
一部の示範例において、調整後の成形プロセスは成形工程(工程S330)を排除してもよい。その他の示範例において、調整後の成形プロセスは成形工程(工程S330)を保留し、固態片状体を抽出の実行に適した特定の寸法及び(または)特定の形状に切断してもよい。
続いて、段階的濃度(30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%)のアルコール(alcohol)で試料を脱水する。その後、試料を臨界点乾燥機(EM CPD300、Leica)に入れて乾燥させ、走査型電子顕微鏡(SEM)(S−3000 N、Hitachi)でSEM測定/観察が可能な試料(以下、SEM試料)を得る。
切片試料をヘマトキシリン溶液に入れて染色を行い、室温で1分間放置する。続いて、脱イオン水に浸漬して切片試料を10分間洗浄し、エオシン溶液を入れて6分間染色する。その後、脱イオン水で切片試料を8分間洗浄する。続いて、切片試料を段階的濃度(75%、85%、95%、100%)のアルコールで順に脱水を行い、風乾後封入して。光学顯微鏡(DM6000B、Leica)で観察する。
その後、酵素免疫測定器(ELISA meter)(Sunrise、TECAN)で400nm〜700nmの全波長で読み取りを行い、読み取った全波長の吸光値の平均を計算する。その後、次の公式に基づいて光透過率を計算する。
混合溶液が洗浄される(即ち、魚皮が白くなり、かつpH値が中性になる)まで水を1回または複数回交換する。さらに処理後の魚皮(中性)を1L/0.3M酢酸溶液に60分間浸漬する。酢酸の浸漬後、処理後の魚皮表面上のポケット様構造が脆弱になるため、その後手で完全にポケット様構造を除去して純化後魚皮(以下、第1純化後魚皮という)を得る。
混合溶液が洗浄される(即ち、魚皮が白くなり、かつpH値が中性になる)まで水を1回または複数回交換する。さらに処理後の魚皮(中性)を0.1M酢酸溶液に30分間浸漬する。酢酸の浸漬後、処理後の魚皮表面上のポケット様構造が脆弱になるため、その後鈍器で完全にポケット様構造を除去して純化後魚皮(以下、第2純化後魚皮という)を得る。
第2固態片状体を前述の実施例3の安定工程に基づいて処理し、安定状態の光学的に透明な片状体(以下、第6安定状態片状体という)を得る。第2固態片状体を前述の実施例4の安定工程に基づいて処理し、安定状態の光学的に透明な片状体(以下、第7安定状態片状体という)を得る。
第11安定状態片状体の厚さが約190μm〜250μmのとき、第11安定状態片状体の光透過率は85%より大きいかまたはこれに等しく、かつ第11安定状態片状体の可縫性は60gより大きいかまたはこれに等しい。第11安定状態片状体の厚さが約280μm〜320μmのとき、第11安定状態片状体の光透過率は70%より大きいかまたはこれに等しく、かつ第11安定状態片状体の可縫性は60gより大きいかまたはこれに等しい。そのうち、最大可縫性は150gより大きくしてもよい。第11安定状態片状体の平均極限応力は第7安定状態片状体の2倍である。
この組織修復材料はコラーゲンを備え、損傷組織の修復を促進し、かつ予期される組織修復応用に必要な特定の特徴を備えている。さらに、現在の各研究によれば、この組織修復材料は人畜共通疾患(ウイルスにより引き起こされる)の病原因子の残留がないことが示されている。
S20 純化プロセス
S30 成形プロセス
S40 安定化プロセス
S50 切断プロセス
S210 魚皮上の魚鱗を除去
S230 魚皮上の油脂と細胞を除去
S250 魚皮上の色素とポケット様構造を除去
S310 酸液で純化後魚皮を処理して未崩解の固態片状体を得る
S330 固態片状体の成形を行い、特定形状の成形後片状体を得る
S410 表面図案化工程
S430 成形後片状体を乾燥させる
S450 成形後片状体を直接水で洗う
S452 成形後片状体を水で洗う
S470 成形後片状体を乾燥させる
S472 成形後片状体を再度乾燥させる
S490 成形後片状体を水に浸漬して成形後片状体を水で戻す
Claims (18)
- 魚皮由来組織修復材料であって、
魚皮に由来し、かつ無細胞の光学的に透明な片状体を含み、前記光学的に透明な片状体が、コラーゲンマトリクスと、前記コラーゲンマトリクス中の水を含むことを特徴とする、
魚皮由来組織修復材料。 - 前記光学的に透明な片状体が、70%より大きいかまたはこれに等しい光透過率、5MPaより大きいかまたはこれに等しい極限応力、40gより大きいかまたはこれに等しい可縫性を備えることを特徴とする、請求項1に記載の魚皮由来組織修復材料。
- 前記コラーゲンマトリクスが層状構造であり、前記層状構造が複数のコラーゲン繊維を備え、かつ前記各コラーゲン繊維が前記光学的に透明な片状体の一表面に沿って延伸されることを特徴とする、請求項1に記載の魚皮由来組織修復材料。
- 前記コラーゲンマトリクスが層状構造であり、前記層状構造が複数のコラーゲン繊維を備え、かつ前記複数のコラーゲン繊維中の一部分のコラーゲン繊維が前記光学的に透明な片状体の一表面から前記光学的に透明な片状体の別の一表面に沿って一方向に延伸されることを特徴とする、請求項1に記載の魚皮由来組織修復材料。
- 前記光学的に透明な片状体が、完全に魚鱗及び魚肉のない前期魚皮に由来することを特徴とする、請求項1に記載の魚皮由来組織修復材料。
- 前記光学的に透明な片状体が前記魚皮に由来し、かつすり下ろされていないことを特徴とする、請求項1に記載の魚皮由来組織修復材料。
- 魚皮由来組織修復材料の製造方法であって、
魚肉のない魚皮を取得する工程と、
前記魚皮上の魚鱗、油脂、細胞、色素、ポケット様構造を除去して純化後魚皮を得る工程と、
酸液で前記純化後魚皮を処理して未崩解の固態片状体を得る工程と、を含むことを特徴とする、
魚皮由来組織修復材料の製造方法。 - さらに、前記固態片状体を成形して特定形状を備えた成形後片状体を得る成形工程を含むことを特徴とする、請求項7に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記成形後片状体の水洗工程を含むことを特徴とする、請求項8に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記水洗工程の前に、前記成形後片状体を乾燥させる工程を含むことを特徴とする、請求項9に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記水洗工程の後に、前記成形後片状体を乾燥させる乾燥工程を含むことを特徴とする、請求項9に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記乾燥工程の後、前記成形後片状体を水で戻す工程を含むことを特徴とする、請求項11に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記水洗工程の前に、前記成形後片状体を乾燥させる工程を含むことを特徴とする、請求項12に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- 前記成形工程が、前記固態片状体を切断して前記成形後片状体を得る工程を含み、そのうち、前記成形後片状体の表面が前記固態片状体の断面であることを特徴とする、請求項8乃至13のいずれか一項に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- 前記成形工程が、前記固態片状体を切断して前記成形後片状体を得る工程を含み、そのうち、前記成形後片状体の表面が前記固態片状体の表面であることを特徴とする、請求項8乃至13のいずれか一項に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記固態片状体からコラーゲン溶液を抽出する工程を含むことを特徴とする、請求項7に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記固態片状体を凍結乾燥する工程を含むことを特徴とする、請求項7に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
- さらに、前記固態片状体の少なくとも1つの外側層を除去する工程と、酸液で前記少なくとも1つの外側層を除去した後の前記固態片状体を処理する工程を含むことを特徴とする、請求項7に記載の魚皮由来組織修復材料の製造方法。
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